EP4274738A1 - Verfahren zum herstellen eines mehrschichtigen laminierten dokumentensubstrats mit einem einlegekörper - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines mehrschichtigen laminierten dokumentensubstrats mit einem einlegekörper

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Publication number
EP4274738A1
EP4274738A1 EP22700374.6A EP22700374A EP4274738A1 EP 4274738 A1 EP4274738 A1 EP 4274738A1 EP 22700374 A EP22700374 A EP 22700374A EP 4274738 A1 EP4274738 A1 EP 4274738A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
recess
stack
insert
insert body
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22700374.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Vidoje Lukovic
Korbinian BETZ
Kastriot KURTESHI
Albert Schober
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mb Automation & Co Kg GmbH
Original Assignee
Muehlbauer GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Muehlbauer GmbH and Co KG filed Critical Muehlbauer GmbH and Co KG
Publication of EP4274738A1 publication Critical patent/EP4274738A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/10—Removing layers, or parts of layers, mechanically or chemically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/38—Cutting-out; Stamping-out
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B39/00—Layout of apparatus or plants, e.g. modular laminating systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/04—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the partial melting of at least one layer

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for producing a multilayer, laminated document substrate with at least one insert, in particular a transparent insert, for producing a window area in the document substrate.
  • a large number of different types of documents are known from the prior art, which each have at least one document substrate made up of a plurality of substrate layers stacked on top of one another and connected to form a laminate, or in particular consist entirely of them.
  • Such documents may in particular be card-shaped or book-shaped, in which latter case the document substrate may form one page of the document.
  • Such document substrates are often used in the form of or as part of security documents such as passports, ID cards and many other types of personalized chip cards such as bank cards, credit cards, membership cards, access authorization cards or banknotes or other documents of value.
  • an insert in one or more, in particular all, substrate layers of the document at one point in the document in order to give the document at this point at least one special property that differs from the surrounding substrate areas.
  • Previously known methods for producing a document substrate with an insert are based on applying pressure and/or vacuum to a stack of several loosely superimposed substrate layers during the processing of this stack to produce the finished document substrate to produce a temporary fixation.
  • slipping of the individual substrate layers relative to one another during processing, in particular when integrating an insert body, and thus the frequency of occurrence of manufacturing errors should be reduced.
  • regular welding processes at the edge, ie on the inner wall are also used to accommodate a Insert body created opening used in the stack in order to locally achieve an additional mutual fixation of the individual substrate layers and a temporary fixation of an inserted into the opening insert body within the opening.
  • the object of the present invention is to further improve the production of a document substrate with an insert, in particular with regard to the achievable production efficiency and/or quality.
  • a first aspect of the invention relates to a method for producing a multi-layer laminated document substrate with an insert, in particular with a transparent insert for producing a window area in the document substrate.
  • the method is carried out using a device for producing document substrates and has the following processes: (i) Providing a multi-layer stack with a plurality of flat substrate layers lying on top of one another, in particular in the form of strips, films or plates, the substrate layers being materially bonded at least in a surface section of the stack are or will be connected to each other; (ii) creating a recess in the multi-layer stack such that the inner lateral wall of the created recess extends within the surface portion; (iii) filling the recess by inserting an insert into the recess; and (iv) heat bonding the insert body into the cavity to provide a multilayer laminated document substrate with insert body.
  • a “document substrate” in the context of the invention is to be understood in particular as a substrate which is configured and/or suitable for being used as a document or document page.
  • the document substrate can be configured and/or suitable as a security document or as a page of a multi-page security document.
  • an “insert body” within the meaning of the invention is to be understood in particular as a body made of matter, which, in particular in contrast to a liquid substance, has a specific shape and is configured, in particular with a precise fit, in a Recess, ie a depression or a continuous opening, introduced in a flat substrate, in particular used or inserted, to form a permanent part of the substrate after its attachment in the recess and thereby to fill the recess.
  • a “flat substrate layer” within the meaning of the invention is to be understood in particular as a material layer of a layer stack which is delimited on two opposite sides by a very extensive, in particular flat, area in relation to its thickness.
  • a “recess” within the meaning of the invention is to be understood in particular as a hollow space within a body which is open to the outside on at least one side of the body.
  • the recess can thus in particular only be a depression which does not extend through the entire body, or an opening which continuously connects two different points on the surface of the body, in particular on opposite sides thereof, in the sense of a tunnel.
  • the cavity can in particular already have been produced during the manufacture of the body as a recess which is present from initio, or can have been produced subsequently by removing material from the body.
  • the terms "comprises,”"includes,””includes,””has,””has,””having,” or any other variant thereof, as appropriate, are intended to cover non-exclusive inclusion.
  • a method or apparatus that includes or has a list of elements is not necessarily limited to those elements, but may include other elements that are not expressly listed or that are inherent in such method or apparatus.
  • "or” refers to an inclusive or and not to an exclusive “or”. For example, a condition A or B is satisfied by one of the following conditions: A is true (or present) and B is false (or absent), A is false (or absent) and B is true (or present), and both A and B are true (or present).
  • the terms “a” or “an” are defined to mean “one or more”.
  • the terms “another” and “another” and any other variant thereof shall be construed to mean “at least one other”.
  • the term “plurality” as used herein means “two or more”.
  • the term "configured” or “set up” to perform a specific function (and respective modifications thereof) is to be understood within the meaning of the invention that the corresponding device is already in a configuration or setting in which it can or can perform the function it is at least adjustable - i.e. configurable - so that it can carry out the function after appropriate setting.
  • the configuration can take place, for example, via a corresponding setting of parameters of a process flow or of switches or the like for activating or deactivating functionalities or settings.
  • the device can have a plurality of predetermined configurations or operating modes, so that the configuration can take place by selecting one of these configurations or operating modes.
  • protection against slipping of the substrate layers against one another during processing is achieved in that the substrate layers are first bonded to one another in at least one surface section of the stack (i.e. are already fed to the device in this state) or are connected as part of the method will. Since the creation of the recess runs specifically within this surface section, such a slippage can be effectively avoided precisely in this process, which is otherwise particularly susceptible to slippage of the substrate layers relative to one another.
  • this makes additional clamping, vacuum or welding processes superfluous and thus allows an increase in process efficiency while at the same time maintaining or even increasing the achievable production quality for the document substrate, in particular due to the elimination of unwanted damage or other impairments of the workpiece as a result of the aforementioned now obsolete processes.
  • connection process for producing the initially materially bonded connection in sections takes place before the subsequent processes for creating the recess and for filling it, which are particularly critical with regard to slipping, by introducing an insert into the recess and then fastening the insert in the recess, thus a corresponding increase in efficiency and quality over the entire through the Achieve method-defined manufacturing process for the document substrate across.
  • the gain in efficiency can be seen in particular in simplified and faster production, in particular also at reduced costs.
  • the gain in quality can also be used to reduce rejects and thus bring about a further gain in efficiency in this regard.
  • the method has one or more of the following steps: (i) the multi-layer stack is provided in such a way that the substrate layers are bonded to one another in a plurality of surface sections of the stack or the substrate layers are bonded to one another at least in a surface section of the stack or (especially simultaneously) become; (ii) the creation of the recess is accompanied by the creation, in particular simultaneously, of a plurality of further recesses; (iii) the insert body and at least one further insert body for receiving in a respective recess are produced simultaneously; (iv) The filling of the recess is accompanied by an, in particular simultaneous, filling of at least one further of the recesses by the respective introduction of a respective insert body.
  • securing the insert body in the recess includes laminating the multi-layer stack over the entire surface, including the insert body received in the recess.
  • a pre-lamination that is applied only to one surface section and optionally also to other surface sections of the stack and does not affect the entire stack surface in order to produce the materially bonded connection of the substrate layers before the production of the recess, since the same type of connection (lamination) can be used both for the pre-lamination as well as the lamination used to attach the insert body can be used.
  • the full-surface lamination also has the advantage over lamination only at points or in areas that visible edges on the insert body or the recess on the end product (document substrate) can be avoided.
  • the insert body can also be welded to the surrounding area of the Stack accounted for, which can be used in each case to achieve the advantages mentioned in terms of quality and / or efficiency.
  • the preparation of the multi-layer stack includes a first laminating process in which the substrate layers are bonded in sections, including in the area of the at least one surface section of the stack, by means of a laminating device in such a way that after this first laminating process at least one not yet laminated Surface area of the stack remains (so that, accordingly, there is still no full amination over the entire stack surface).
  • the insert body can be fixed in the recess by means of a second laminating process to carry out the full-area lamination of the multilayer stack including the insert body received in the recess, in particular by means of the same laminating device as the preceding first laminating process.
  • the first laminating process (pre-laminating), which only affects a partial area of the stack, and the subsequent full-area second laminating process are carried out with the same laminating device in this case.
  • the first laminating process and the second laminating process can take place sequentially with regard to the same stack (or document substrate to be produced).
  • it is also possible to process a number of stacks in parallel in particular in such a way that one of the stacks runs through the first lamination process and another stack runs through the second lamination process at the same time.
  • this concept can also be correspondingly extended to an even greater number of stacks to be processed simultaneously if a corresponding number of laminating devices that can be operated simultaneously or the possibility of simultaneously processing a plurality of stacks per laminating device is provided.
  • the substrate layers of the multi-layer stack to be provided are or will be connected to a plurality of different surface sections of the stack by means of lamination, with at least two, in particular all, of these surface sections having the same shape and the recess being produced once or several times in each of these surface sections becomes.
  • This can be used in particular to produce document substrates, in each of which a plurality of inserts are introduced, or for (particularly efficient) processing of stacks from which, after the integral attachment of the inserts in their respective Recesses a separation for obtaining a plurality of individual document substrates, each with one or more of the insert body, from which a stack is provided.
  • the recess is formed as an opening extending completely through the thickness of the stack. This is particularly advantageous if the document substrate to be produced is to be given one or more other properties throughout the area of the recess, which the stack of substrate layers itself does not have. This is particularly relevant when the properties are to be accessible from both sides of the document substrate or when it is important to use a property under the action of the insert body that requires a continuous opening.
  • the insert body is or will be made of a material that is transparent in at least one wavelength range within the spectral range of the electromagnetic spectrum ranging from 10 nm to 50 mhi, in particular in the visible wavelength range, and this transparency when attaching the insert body, at least for the most part, maintains.
  • the transparency of the material thus makes it possible to form a window within the document substrate that is transparent or partially transparent in the appropriately selected wavelength range.
  • the case of the partially transparent window can in particular be designed in such a way that a non-transparent or only partially transparent material is introduced on or in the transparent material or a material discoloration is achieved by targeted material change, for example by means of a laser beam.
  • security features, symbols or inscriptions can be formed in the area of the window, which are recognizable when looking through the window.
  • a transparent or partially transparent window can also be achieved if the recess is not a continuous opening, but each substrate layer of the stack that lies in the further beam path through the window also has the required transparency, so that in the area of the window at least one point the entire beam path runs through correspondingly transparent material.
  • the recess is created by punching or cutting out.
  • the cutting out can in particular be done mechanically or optically, in particular by means of laser processing. Both methods allow high accuracy and, particularly in the case of stamping, high throughput.
  • the insert body is also produced or preconfigured from a flat base body, in particular one in the form of a strip, film or plate, by means of stamping or cutting out.
  • the punching or cutting out (particularly mechanically or optically) of the recess on the one hand and the punching or cutting out of the insert body on the other hand can be carried out in particular, preferably simultaneously, by means of the same punching or cutting device.
  • the efficiency of the method can also be further increased in this way, in particular with regard to its feasibility using a very compact and inexpensive device and the achievable process speed or the corresponding throughput.
  • the preconfiguration includes a proportionate punching or cutting out in such a way that the outer contour of the insert body is already at least predominantly defined, but the insert body still has at least one connection point with the base body remains connected, which is only separated during a subsequent process for detaching the insert body from the base body before or when it is inserted into the recess.
  • Such embodiments are particularly advantageous when a longer period of time elapses between the pre-configuration of the insert and its insertion into the recess and in particular when one or more further process, transport or storage steps are carried out in between. In this way it can be ensured that the insert body does not unintentionally detach from the base body before the intended process for detaching the insert body from the base body is carried out.
  • the insert body or (ii) in the case of preconfiguration of the base body, including the insert body still connected to it is provided by means of a magazine for receiving and providing a plurality of insert bodies or base bodies for further processing within the scope of the method.
  • a magazine for this purpose is particularly advantageous if the magazine is to be loaded offline outside of the manufacturing process for the document substrate according to the method, or if the device for manufacturing the document substrate can be easily and quickly converted with regard to different product variants, in particular through a simple magazine change, should be made possible.
  • the use of a magazine for inserts or base bodies can also be advantageous for transport or storage purposes.
  • the insert body or (ii) in the case of pre-configuration, the base body including the insert body still connected to it is transported by means of a moving conveyor belt to receive and provide a plurality of insert bodies or base bodies for further processing within the scope of the method provided.
  • a continuous and high-throughput overall process for producing the document substrate can be designed.
  • each of the base bodies is or will be designed in the form of a strip and in each case itself forms the moving conveyor belt.
  • a separate conveyor belt can thus be dispensed with here, since the base body itself takes on this task and runs, for example, between two rollers or cylinders (a dispensing and an incoming roller or cylinder).
  • the base body thus fulfills a dual function here, on the one hand as a means of transport for feeding in the inserts and on the other hand as a substrate from which the inserts are removed.
  • providing the multi-layer laminated substrate with the insert body received and secured therein occurs on a different side of the document substrate manufacturing apparatus than providing the multi-layer stack prior to creating the recess.
  • a series process can be implemented, which can be advantageous in particular for achieving a throughput and for integrating the device as a processing station in a production line having a plurality of processing stations.
  • the provision of the multilayer laminated substrate with the insert body received and fastened therein takes place on the same side of the device for document substrate production as the provision of the multilayer stack prior to the production of the recess.
  • the device can be operated by a single operator or machine (such as a Robot) is to be controlled or monitored, so that both the feeding of the starting products, in particular the stack, and the outputting of the document substrates produced can be controlled or monitored from the same side of the device.
  • the base area required for the operation of the device can also be reduced in this way, since there is no single or double-sided Issuing the output products or document substrates with corresponding facilities to be provided on both sides is required for this.
  • a second aspect of the invention relates to an apparatus for producing document substrates.
  • the device has: (i) at least one device for cohesively connecting the substrate layers of a multilayer stack of flat substrate layers lying on top of one another in at least one surface region of the stack; (ii) at least one means for creating a recess in the multi-layer stack such that the inner lateral wall of the created recess extends within the surface section; and (iii) means for filling the cavity by inserting an insert into the cavity.
  • the device is configured to carry out the method according to the first aspect of the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a first embodiment of the method according to the invention, in which base bodies from which the inserts are obtained are fed in by means of a conveyor belt, as well as a corresponding device, with input and output taking place on different sides of the device;
  • FIG. 2 shows a schematic of a second embodiment of the method according to the invention, in which the inserts are supplied from a magazine or by means of a conveyor belt in each case as elements preconfigured in a base body, and a corresponding device, with input and output taking place on different sides of the device;
  • 3 shows a schematic of a third embodiment of the method according to the invention, in which the inserts are already supplied as such from a magazine, as well as a device corresponding thereto, with input and output taking place on different sides of the device;
  • FIG. 4 schematically shows a fourth embodiment of the method according to the invention, in which base bodies, from which the inserts are obtained, inserts are fed in by means of a conveyor belt, as well as a corresponding device, with input and output taking place on the same side of the device;
  • FIG. 5 schematically shows a fifth embodiment of the method according to the invention, in which the inserts are supplied as preconfigured elements of a strip-shaped or sheet-shaped base body that also serves as a means of transport, as well as a device corresponding thereto;
  • FIG. 6 shows a schematic of a sixth embodiment of the method according to the invention, in which the inserts are already supplied as such from a magazine, as well as a corresponding device, with input and output taking place on the same side of the device;
  • FIG. 7 shows a schematic representation to illustrate two variants for the provision and further processing of the multi-layer stack in a method according to the invention, the stack being or being pre-laminated over its entire surface before the production of recesses;
  • FIG. 8 shows a schematic representation to illustrate two further exemplary variants for the provision and further processing of the multi-layer stack in a method according to the invention, the stack being or being pre-laminated in discrete strip-shaped surface sections before the production of recesses;
  • Fig. 9 shows a schematic representation to illustrate two further exemplary variants for the provision and further processing of the multi-layer stack in a method according to the invention, the stack being prelaminated in discrete island-shaped surface sections before the production of recesses, in particular with one surface section per recess to be produced or will.
  • the same reference numbers are used for the same or corresponding elements of the invention.
  • the stack S is fed by means of a first conveyor device 105, for example a conveyor belt, and the base body G by means of a second conveyor device 110, which in turn can in particular be a conveyor belt.
  • the base body G it is also possible for the base body G to be designed in the form of a belt and similar to a conveyor belt itself, for example from roll or cylinder to roll or cylinder, to be fed to the device for processing as part of the method.
  • the loose stack S is pre-laminated by means of a laminating device of the device.
  • a laminating device of the device As will be explained in detail below with reference to FIGS. 7 to 9, this can in particular take place over the entire surface or only over a certain area, in particular in strip-shaped or island-shaped surface sections of the prelaminated stack S'.
  • a further processing step 120 follows, in which on the one hand one or more, in particular continuous, recesses (openings) 125 (four recesses 125 are illustrated in the present example), for example by means of punching or mechanical or optical cutting (e.g. optically by means of a controlled laser beam ), are generated in the prelaminated stack S'.
  • This is done in such a way that the resulting inner walls (or contours) of the recesses 125 lie exclusively in a respective predefined surface section of the stack S′. In this way, it can be ensured that during the stamping or cutting process the individual layers of the stack do not shift against each other locally, and the relative orientation of the individual layers in the stack S' is thus maintained, at least essentially.
  • a corresponding number, in particular, of insert bodies 130 are also cut from the base body G won, in particular also by punching or cutting.
  • punching a single punch can be used to simultaneously produce the recesses 125 and the insert body 130 .
  • Such a punch will typically use different punching tools for the one or more recesses 125 on the one hand and for the insert body(s) 130 on the other hand, which, however, are similar in shape so that the shapes of the recesses 125 essentially correspond to the shapes of the insert bodies 130 and each insert body 130 fits into a respective associated recess 125 or, in the case of the same recesses, into any of these recesses 125 as a filling.
  • individual punches can be used for the recesses 125 on the one hand and the insert bodies 130 on the other.
  • Possible shapes for the recesses or inserts include, without loss of generality, the following shape classes: star, coat of arms, national flag, face, various geometric figures such as a rectangle, circle, ellipse, square, triangle or other polygons, etc.
  • the insert body(s) 130 produced are then inserted into the recesses 125 produced, so that in particular each of the recesses 125 is filled by one of the insert bodies 130 each.
  • This insertion of the insert bodies 130 can take place in particular by means of a "pick and place" device, in particular individually or in groups (the group can in particular also contain all insert bodies for all recesses 125 of the multi-layer document stack S' or the document substrate D to be produced with it ).
  • the insert body(s) 130 is/are fastened in a cohesive manner in their respective recess 125 with heat being supplied as a lamination process.
  • this can also include the application of pressure to the stack with the insert body(s) 130 used.
  • a multi-layer laminated document substrate D including the insert body(s) 130 now firmly integrated therein is provided and output (as output) on a side of the device different from the first side, in particular on a side of the device opposite the first side.
  • the device corresponding to the method 100 thus has at least one prelaminating device for carrying out step 115, at least one punching or cutting device for carrying out step 120 and a laminating device to perform step 140.
  • there may also be transport devices such as the conveyor devices 105 and 110 in particular.
  • the second embodiment 200 of the method according to the invention illustrated in FIG. pre-punched or otherwise pre-perforated elements are fed in (as input 2).
  • inputs 1 and 2 can optionally also be on different sides of the device. Otherwise, method 200 corresponds, at least essentially, to method 100.
  • the device corresponding to the method 200 is thus set up, in the case of the magazine 111, to accommodate this as an external module or to already provide this as a component of the device itself and to carry out the insertion step 135 accordingly from this magazine 111.
  • a conveyor belt in particular the conveyor belt 110, can then be omitted.
  • the third embodiment 300 of the method according to the invention illustrated in Fig. 3 is a further variant of the first embodiment 100, which differs from it in that the insert bodies 130 from an insert body magazine 112 are already supplied as such, i.e. as already separated insert bodies E, are supplied (as input 2).
  • inputs 1 and 2 can optionally also be on different sides of the device. Otherwise, method 300 corresponds, at least essentially, to method 100.
  • the device corresponding to the method 300 is thus set up to accommodate the insert magazine 112 as an external module or to already provide this as a component of the device itself and to carry out the insertion step 135 accordingly from this insert magazine 112 .
  • the conveyor belt 110 can be omitted again.
  • the fourth embodiment 400 of the method according to the invention illustrated in FIG. 4 is a variant of the first embodiment 100, which differs in particular in that the inputs 1 and 2 and the output are on the same side of the device corresponding to this method be carried out (loop transport of the workpiece(s). Furthermore, there is a difference in that in addition to the conveyor belts 105 and 110 or several further conveyor belts or other conveyor devices are provided, including in particular a (third) conveyor device 145, onto which the pre-laminated stack is transferred by means of a transfer step 136, which can again be carried out in particular by means of a "pick-and-place" device or one of the conveyor belts S' is transferred with the insert bodies 130 already inserted.
  • a "pick-and-place" device is particularly appropriate when the inserts 130 in the pre-laminated stack S 'before the final lamination 140, in particular by friction or due to a conical shape or when the recesses 125 are not continuous but only form indentations in the stack S' are sufficiently fixed in the stack S' to avoid falling out during this transfer.
  • What is particularly advantageous in this embodiment is that not only can the punching or cutting out 120 be parallelized (simultaneous treatment of the stack S′ and the base body G), but that the pre-laminating 115 and the final laminating 140 can also be carried out using a single laminating device. in particular in such a way that in each case a prelamination 115 of a first stack S and a final lamination 140 of a preceding second stack S′ take place simultaneously.
  • the device corresponding to the method 400 is thus set up to carry out the aforementioned steps of the method 400 and accordingly has in particular a punch or cutting device for the simultaneous production of recesses 125 and insert bodies 130 as well as a laminating device for the simultaneous execution of the laminating steps 115 and 140 ( with respect to different stacks S or S').
  • the fifth embodiment 500 of the method according to the invention illustrated in FIG. 5 is a variant of the fourth embodiment 400, which differs from it primarily in that the insert bodies 130 are preconfigured, e.g. prepunched or otherwise preperforated, elements E at the same time used as a means of transport in the form of a strip or sheet of base body G (as input 2).
  • inputs 1 and 2 can optionally also be on different sides of the device, as shown. Accordingly, the simultaneous punching or cutting out of recesses 125 and inserts 130 is omitted, so that step 120 only has to be carried out to produce the recesses 125 .
  • the device corresponding to method 500 is thus set up to carry out the aforementioned steps of method 500 and accordingly has in particular a punch or cutting device for creating recesses 125 and a laminating device for the simultaneous execution of laminating steps 115 and 140 (with regard to different stacks S or S') on.
  • the sixth embodiment 600 of the method according to the invention is a variant of the fifth embodiment 500, which differs from it primarily in that the inserts 130 from an insert magazine 112 already exist as such, i.e. as already separated Inserts 130 are supplied (as input 2).
  • inputs 1 and 2 can optionally also be on different sides of the device.
  • method 300 corresponds, at least essentially, to method 100.
  • the device corresponding to the method 600 is thus set up to accommodate the insert magazine 112 as an external module or to already provide this as a component of the device itself and to carry out the insertion step 135 accordingly from this insert magazine 112 .
  • the conveyor belt 110 can be omitted again.
  • the device corresponding to method 600 is thus set up to carry out the aforementioned steps of method 600 and accordingly has in particular a punch or cutting device for producing recesses 125 and a laminating device for the simultaneous execution of laminating steps 115 and 140 (with regard to different stacks S or S') on. It is also set up to accommodate the insert magazine 112 as an external module or to already provide this as a component of the device itself and to carry out the insertion step 135 accordingly from this insert magazine 112 .
  • FIGS. 7 to 9 each schematically illustrate different variants for the provision and further processing of the multilayer stack in a method according to the invention, in particular with regard to various selected options for prelamination and the further processing of the prelaminated stack S′ derived therefrom.
  • the naming of the individual process steps with reference symbols corresponds to that from the previous figures 1 to 6.
  • either a loose multi-layer stack S with a plurality of flat substrate layers lying on top of one another is provided, in particular fed, or alternatively, in step 116, one is provided, in particular fed, already outside the scope of the method 700 pre-laminate stack S'.
  • step 115 the stack is pre-laminated over the entire surface, for which purpose a laminating sheet 115a can be brought into contact with a main surface of the stack while heat is supplied in order to produce the pre-laminated stack S′. It is also possible to process the stack S on both sides with laminating sheets, as well as to apply pressure to the stack S, which is optionally provided in addition to the supply of heat.
  • the pre-laminated stack S' is then subjected to a punching or cutting step 120a in order to produce a set of recesses 125, which here are arranged regularly by way of example.
  • the punching or cutting step 120a can in particular, similar to the method 100 according to FIG. In this case, the steps 120a and 120b are combined into a single stamping or cutting step 120 .
  • the inserts 130 produced or defined in this way can also be separated in a step 121 and made available, for example, in an insert magazine 112 for the further course of the method.
  • step 135 the insert bodies 130 produced are inserted into the recesses 125 so that each of the recesses 125 is filled by one of the insert bodies 130 each.
  • the final laminating step 140 follows, in which the stack S′ with the insert bodies 130 inserted therein is firmly joined together to form a multi-layer laminated document substrate D with the supply of heat.
  • the embodiment 800 from FIG. 8 differs from the embodiment 700 essentially only in that in the pre-lamination 115 instead of a full-surface lamination only a lamination takes place in certain surface sections of the stack S′, which are each defined as strips R here.
  • the subsequent production of the recesses 125 in the section 120a takes place exclusively within these pre-laminated strips R, so that the inner walls of the recesses 125 produced in the process lie completely within the pre-laminated strips R.
  • the embodiment 900 from FIG. 9 differs from the embodiment 700 essentially only in that in the pre-lamination 115 instead of a full-surface lamination only a lamination takes place in certain surface sections of the stack S′, which are each defined as island-shaped regions B here.
  • the subsequent production of the recesses 125 in the section 120a takes place exclusively within these pre-laminated island-shaped areas B, so that the inner walls of the resulting recesses 125 lie completely within the pre-laminated areas B.
  • the respective shapes of these island-shaped areas B can also differ from one another (e.g. rectangle, square, etc.).
  • a device according to the second aspect of the invention can preferably be constructed in a modular manner and thereby in particular enable a flexible configuration of the device.
  • different configurations can be selected that differ in relation to the presence and, if necessary, the spatial position of the various input and output options (in particular input 1, input 2, output) of preliminary products (in particular base body, insert body, substrate stack) or end products (Document substrate D) of the method executable with the device according to the first aspect of the invention.

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Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen laminierten Dokumentensubstrats mit einem Einlegekörper, insbesondere mit einem transparenten Einlegekörper zur Erzeugung eines Fensterbereichs in dem Dokumentensubstrat wird mittels einer Vorrichtung zur Dokumentensubstratherstellung ausgeführt und weist folgende Prozesse auf: (i) Bereitstellen eines mehrschichtigen Stapels mit einer Mehrzahl von aufeinanderliegenden, insbesondere band-, folien- oder plattenförmigen, flachen Substratschichten, wobei die Substratschichten zumindest in einem Flächenabschnitt des Stapels stoffschlüssig miteinander verbunden sind oder werden; (ii) Erzeugen einer Ausnehmung in dem mehrschichtigen Stapel, sodass die seitliche Innenwand der erzeugten Ausnehmung innerhalb des Flächenabschnitts verläuft; (iii) Füllen der Ausnehmung mittels Einbringen eines Einlegekörpers in die Ausnehmung; und (iv) Stoffschlüssiges Befestigen des Einlegekörpers in der Ausnehmung unter Wärmezufuhr zur Bereitstellung eines mehrschichtigen laminierten Dokumentensubstrats mit Einlegekörper.

Description

VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES MEHRSCHICHTIGEN LAMINIERTEN DOKU M ENTENSUBSTRATS MIT EINEM EINLEGEKÖRPER
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines mehrschichtigen laminierten Dokumentensubstrats mit zumindest einem Einlegekörper, insbesondere einem transparenten Einlegekörper zur Erzeugung eines Fensterbereichs in dem Dokumentensubstrat.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl verschiedener Typen von Dokumenten bekannt, die jeweils zumindest ein aus einer Mehrzahl von übereinandergestapelt liegenden und zu einem Laminat verbundenen Substratschichten aufgebautes Dokumentensubstrat aufweisen oder insbesondere gänzlich daraus bestehen. Solche Dokumente können insbesondere kartenförmig oder buchförmig sein, wobei im letzteren Fall das Dokumentensubstrat eine Seite des Dokuments bilden kann. Derartige Dokumentensubstrate kommen oftmals in Form von oder als Teil von Sicherheitsdokumenten, wie z.B. Reisepässen, Ausweiskarten und vielen anderen Arten von personalisierten Chipkarten, wie etwa Bankkarten, Kreditkarten, Mitgliedskarten, Zugangsberechtigungskarten oder von Geldscheinen oder anderen Wertdokumenten zum Einsatz.
Bei einigen solcher Dokumente ist es wünschenswert oder erforderlich, an einer Stelle des Dokuments in eine oder mehrere, insbesondere auch sämtliche, Substratschichten des Dokuments einen Einlegekörper aufzunehmen, um dem Dokument an dieser Stelle zumindest eine besondere von denen den umgebenden Substratbereichen unterschiedliche Eigenschaft zu verleihen. Insbesondere kann es in dieser Hinsicht wünschenswert sein, in einem ansonsten intransparenten Laminat einen transparenten Einlegekörper vorzusehen, um in dem Dokumentensubstrat ein transparentes oder zumindest teiltransparentes Fenster bereitzustellen.
Bisher bekannte Verfahren zur Herstellung eines Dokumentensubstrats mit Einlegekörper beruhen darauf, dass ein Stapel aus mehreren lose übereinander gelegten Substratschichten während der Verarbeitung dieses Stapels zur Herstellung des fertigen Dokumentensubstrats zur Erzeugung einer temporären Fixierung mit Druck und oder Vakuum beaufschlagt wird. So soll ein Verrutschen der einzelnen Substratschichten gegeneinander während der Verarbeitung, insbesondere bei der Integration eines Einlegekörpers, und somit die Häufigkeit für ein Auftreten von Herstellungsfehlern verringert werden. Auch werden dabei zusätzlich regelmäßig Schweißprozesse am Rande, d.h. an der Innenwand, einer zur Aufnahme eines Einlegekörpers geschaffenen Öffnung im Stapel eingesetzt, um dort lokal eine zusätzliche gegenseitige Fixierung der einzelnen Substratschichten sowie eine vorläufige Fixierung eines in die Öffnung eingebrachten Einlegekörpers innerhalb der Öffnung zu erreichen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Dokumentensubstrats mit Einlegekörper, insbesondere im Hinblick auf die erreichbare Herstellungseffizienz und/oder Qualität, noch weiter zu verbessern.
Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Lehre der unabhängigen Ansprüche erreicht. Verschiedene Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen laminierten Dokumentensubstrats mit einem Einlegekörper insbesondere mit einem transparenten Einlegekörper zur Erzeugung eines Fensterbereichs in dem Dokumentensubstrat. Das Verfahren wird mittels einer Vorrichtung zur Dokumentensubstratherstellung ausgeführt und weist folgende Prozesse auf: (i) Bereitstellen eines mehrschichtigen Stapels mit einer Mehrzahl von aufeinanderliegenden, insbesondere band-, folien- oder plattenförmigen, flachen Substratschichten, wobei die Substratschichten zumindest in einem Flächenabschnitt des Stapels stoffschlüssig miteinander verbunden sind oder werden; (ii) Erzeugen einer Ausnehmung in dem mehrschichtigen Stapel, sodass die seitliche Innenwand der erzeugten Ausnehmung innerhalb des Flächenabschnitts verläuft; (iii) Füllen der Ausnehmung mittels Einbringen eines Einlegekörpers in die Ausnehmung; und (iv) Stoffschlüssiges Befestigen des Einlegekörpers in der Ausnehmung unter Wärmezufuhr zur Bereitstellung eines mehrschichtigen laminierten Dokumentensubstrats mit Einlegekörper.
Unter einem „Dokumentensubstrat“ ist im Sinne der Erfindung insbesondere ein Substrat zu verstehen, welches dazu konfiguriert und/oder geeignet ist, als Dokument oder Dokumentenseite verwendet zu werden. Insbesondere kann das Dokumentensubstrat als Sicherheitsdokument oder als Seite eines mehrseitigen Sicherheitsdokuments konfiguriert und/oder geeignet sein.
Unter einem „Einlegekörper“ im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Körper aus Materie zu verstehen, der, insbesondere im Gegensatz zu einer flüssigen Substanz, eine bestimmte Gestalt aufweist und der konfiguriert ist, insbesondere passgenau, in eine Ausnehmung, d.h. eine Vertiefung oder eine durchgängige Öffnung, in einem flachen Substrat eingebracht, insbesondere eingesetzt oder eingelegt, zu werden, um nach seiner Befestigung in der Ausnehmung einen permanenten Bestandteil des Substrats zu bilden und dabei die Ausnehmung zu füllen. Unter einer „flachen Substratschicht“ im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine auf zwei gegenüberliegenden Seiten von je einer im Verhältnis zu ihrer Dicke sehr ausgedehnten, insbesondere ebenen, Fläche begrenzte Materieschicht eines Schichtenstapels zu verstehen.
Unter eine „Ausnehmung“ im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Hohlraum innerhalb eines Körpers zu verstehen, der an zumindest einer Seite des Körpers nach außen hin geöffnet ist. Die Ausnehmung kann somit insbesondere nur eine Vertiefung sein, die sich nicht durch den gesamten Körper hindurch erstreckt, oder aber eine Öffnung, die zwei verschiedene Stellen an der Oberfläche des Körpers, insbesondere an gegenüberliegenden Seiten desselben, im Sinne eines Tunnels durchgängig miteinander verbindet. Der Hohlraum kann insbesondere bereits bei der Herstellung des Körpers als ab initio vorhandene Aussparung, oder nachträglich mittels Materialentfernung von dem Körper hergestellt worden sein.
Die hierein gegebenenfalls verwendeten Begriffe "umfasst", "beinhaltet", "schließt ein", "weist auf", "hat", "mit", oder jede andere Variante davon sollen eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken. So ist beispielsweise ein Verfahren oder eine Vorrichtung, die eine Liste von Elementen umfasst oder aufweist, nicht notwendigerweise auf diese Elemente beschränkt, sondern kann andere Elemente einschließen, die nicht ausdrücklich aufgeführt sind oder die einem solchen Verfahren oder einer solchen Vorrichtung inhärent sind. Ferner bezieht sich "oder", sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist, auf ein inklusives oder und nicht auf ein exklusives „oder“. Zum Beispiel wird eine Bedingung A oder B durch eine der folgenden Bedingungen erfüllt: A ist wahr (oder vorhanden) und B ist falsch (oder nicht vorhanden), A ist falsch (oder nicht vorhanden) und B ist wahr (oder vorhanden), und sowohl A als auch B sind wahr (oder vorhanden). Die Begriffe "ein" oder "eine", wie sie hier verwendet werden, sind im Sinne von „ein/eine oder mehrere“ definiert. Die Begriffe "ein anderer" und „ein weiterer“ sowie jede andere Variante davon sind im Sinne von „zumindest ein Weiterer“ zu verstehen. Der Begriff "Mehrzahl", wie er hier verwendet wird, ist im Sinne von „zwei oder mehr“ zu verstehen.
Unter dem Begriff „konfiguriert“ oder „eingerichtet“ eine bestimmte Funktion zu erfüllen, (und jeweiligen Abwandlungen davon) ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass die entsprechende Vorrichtung bereits in einer Ausgestaltung oder Einstellung vorliegt, in der sie die Funktion ausführen kann oder sie zumindest so einstellbar - d.h. konfigurierbar - ist, dass sie nach entsprechender Einstellung die Funktion ausführen kann. Die Konfiguration kann dabei beispielsweise über eine entsprechende Einstellung von Parametern eines Prozessablaufs oder von Schaltern oder ähnlichem zur Aktivierung bzw. Deaktivierung von Funktionalitäten bzw. Einstellungen erfolgen. Insbesondere kann die Vorrichtung mehrere vorbestimmte Konfigurationen oder Betriebsmodi aufweisen, so dass das konfigurieren mittels einer Auswahl einer dieser Konfigurationen bzw. Betriebsmodi erfolgen kann.
Beim vorgenannten Verfahren wird der Schutz vor einem Verrutschen der Substratschichten gegeneinander während der Verarbeitung dadurch erreicht, dass die Substratschichten vorab miteinander in zumindest einem Flächenabschnitt des Stapels stoffschlüssig miteinander verbunden sind (d. h. bereits in diesem Zustand der Vorrichtung zugeführt werden) oder im Rahmen des Verfahrens verbunden werden. Da das Erzeugen der Ausnehmung gezielt innerhalb dieses Flächenabschnitts verläuft, kann damit gerade bei diesem ansonsten für ein Verrutschen der Substratschichten gegeneinander besonders anfälligen Prozess ein solches Verrutschen effektiv vermieden werden.
Dies macht insbesondere zusätzliche Klemm-, Vakuum- oder Schweißprozesse überflüssig und erlaubt so eine Steigerung der Verfahrenseffizienz unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung oder sogar Steigerung der erreichbaren Herstellungsqualität für das Dokumentensubstrat, insbesondere aufgrund des Wegfalls von unerwünschten Beschädigungen oder anderen Beeinträchtigungen des Werkstücks als Folge der vorgenannten nun obsoleten Prozesse.
Da der entsprechende Verbindungsprozess zur Herstellung der zunächst abschnittsweisen stoffschlüssigen Verbindung vor den im Hinblick auf ein Verrutschen besonders kritischen nachfolgenden Prozessen zur Erzeugung der Ausnehmung und zum Füllen derselben mittels Einbringen eines Einlegekörpers in die Ausnehmung sowie dem nachfolgenden Befestigen des Einlegekörpers in der Ausnehmung erfolgt, lässt sich somit ein entsprechender Effizienz- und Qualitätsgewinn über den gesamten durch das Verfahren definierten Herstellungsprozess für das Dokumentensubstrat hinweg erreichen. Der Effizienzgewinn kann sich insbesondere in einer vereinfachten und schnelleren Herstellung, insbesondere auch zu reduzierten Kosten, zeigen. Der Qualitätsgewinn kann insbesondere neben der Steigerung der erreichbaren Produktqualität auch zur Reduktion von Ausschuss genutzt werden und somit diesbezüglich auch einen weiteren Effizienzgewinn mit sich bringen.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens beschrieben, die jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird oder technisch unmöglich ist, beliebig miteinander sowie mit den weiteren beschriebenen anderen Aspekten der Erfindung kombiniert werden können.
Bei einigen Ausführungsformen weist das Verfahren einen oder mehrere der folgenden Schritte auf: (i) das Bereitstellen des mehrschichtigen Stapels erfolgt so, dass die Substratschichten in mehreren Flächenabschnitten des Stapels stoffschlüssig miteinander verbunden sind oder die Substratschichten zumindest in einem Flächenabschnitt des Stapels stoffschlüssig miteinander verbunden sind oder (insbesondere gleichzeitig) werden; (ii) Das Erzeugen der Ausnehmung mit einem, insbesondere gleichzeitigen, Erzeugen mehrere weiterer Ausnehmungen einhergeht; (iii) der Einlegekörper sowie zumindest ein weiterer Einlegekörper für die Aufnahme in je eine Ausnehmung gleichzeitig erzeugt werden; (iv) Das Füllen der Ausnehmung mit einem, insbesondere gleichzeitigen, Füllen zumindest einer weiteren der Ausnehmungen durch jeweiliges Einbringen eines jeweiligen Einlegekörper einher geht.
Bei einigen Ausführungsformen weist das Befestigen des Einlegekörpers in der Ausnehmung ein vollflächiges Laminieren des mehrschichtigen Stapels einschließlich des in die Ausnehmung aufgenommenen Einlegekörpers auf. Diese Ausführungsformen sind insbesondere in Kombination mit einem nur auf den einen Flächenabschnitt und optional auch weitere Flächenabschnitte des Stapels angewandte, nicht die gesamte Stapelfläche betreffende Vorlamination zur Erzeugung der stoffschlüssigen Verbindung der Substratschichten vor dem Erzeugen der Ausnehmung vorteilhaft, da dieselbe Verbindungsart (Laminieren) sowohl für die Vorlamination als auch die zum Befestigen des Einlegekörpers eingesetzte Lamination verwendet werden kann. Das vollflächige Laminieren hat zudem den Vorteil gegenüber einem nur punkt- oder bereichsweisen Laminieren, dass am Endprodukt (Dokumentensubstrat) sichtbare Kanten am Einlegekörper oder der Ausnehmung vermieden werden können. Insbesondere kann auch ein Verschweißen des Einlegekörpers mit dem es umgebenden Bereich des Stapels entfallen, was jeweils zu Erreichung der genannten Vorteile bezüglich Qualität und/oder Effizienz genutzt werden kann.
Bei einigen dieser Ausführungsformen weist das Bereitstellen des mehrschichtigen Stapels einen ersten Laminierprozess auf, bei dem ein abschnittsweises stoffschlüssiges Verbinden der Substratschichten einschließlich im Bereich des zumindest einen Flächenabschnitts des Stapels mittels einer Laminiereinrichtung auf solche Weise erfolgt, dass nach diesem ersten Laminierprozess zumindest ein noch nicht laminierter Flächenbereich des Stapels verbleibt (sodass demgemäß hier noch keine Vollamination über die gesamte Stapelfläche hinweg erfolgt). Zudem kann das Befestigen des Einlegekörpers in der Ausnehmung mittels eines zweiten Laminierprozesses zur Durchführung des vollflächigen Laminierens des mehrschichtigen Stapels einschließlich des in die Ausnehmung aufgenommenen Einlegekörpers insbesondere mittels derselben Laminiereinrichtung erfolgen, wie der vorausgegangene erste Laminierprozess. In anderen Worten, der nur eine Teilfläche des Stapels betreffende erste Laminierprozess (Vorlaminieren) und der spätere vollflächige zweite Laminierprozess werden in diesem Falle mit derselben Laminiereinrichtung ausgeführt. Dies erlaubt einen besonders kostengünstigen und kompakten Aufbau der Vorrichtung und dient somit auch der weiteren Steigerung der diesbezüglichen Verfahrenseffizienz. Dabei können der erste Laminierprozess und der zweite Laminierprozess bezüglich desselben Stapels (bzw. herzustellenden Dokumentensubstrats) sequenziell erfolgen. Es ist allerdings auch möglich, mehrere Stapel parallel zu verarbeiten, insbesondere so, dass simultan einer der Stapel den ersten Laminierprozess und ein weiterer Stapel den zweiten Laminierprozess durchläuft. Selbstverständlich lässt sich dieses Konzept auch entsprechend auf eine noch größere Anzahl von simultan zu bearbeitenden Stapeln erweitern, wenn eine entsprechende Anzahl von gleichzeitig betreibbaren Laminiereinrichtungen oder die Möglichkeit einer gleichzeitigen Bearbeitung mehrerer Stapel je Laminiereinrichtung vorgesehen wird.
Bei einigen Ausführungsformen sind oder werden bei dem bereitzustellenden mehrschichtigen Stapel dessen Substratschichten jeweils an einer Mehrzahl verschiedener Flächenabschnitte des Stapels mittels Laminieren verbunden, wobei zumindest zwei, insbesondere sämtliche, dieser Flächenabschnitte eine gleiche Form aufweisen und die Ausnehmung einfach oder mehrfach in je einem dieser Flächenabschnitte erzeugt wird. Dies kann insbesondere dazu genutzt werden, Dokumentensubstrate herzustellen, in denen jeweils eine Mehrzahl von Einlegekörpern eingebracht sind oder aber zur (besonders effizienten) Bearbeitung von Stapeln, aus denen nach dem stoffschlüssigen Befestigen der Einlegekörper in ihren jeweiligen Ausnehmungen eine Vereinzelung zur Gewinnung mehrerer einzelner Dokumentensubstrate, mit je einem oder mehreren der Einlegekörper, aus dem einen Stapel vorgesehen ist.
Bei einigen Ausführungsformen wird die Ausnehmung als eine sich vollständig durch die Dicke des Stapels hindurch erstreckende Öffnung ausgebildet. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn dem herzustellenden Dokumentensubstrat im Bereich der Ausnehmung durchgängig eine oder mehrere andere Eigenschaften verliehen werden sollen, die der Stapel aus Substratschichten selbst nicht aufweist. Vor allem ist dies dann relevant, wenn die Eigenschaften von beiden Seiten des Dokumentensubstrats aus zugänglich sein sollen oder wenn es darauf ankommt, eine Eigenschaft unter Wirkung des Einlegekörpers zu nutzen, die eine durchgängige Öffnung erfordert.
Ein solcher Fall kann insbesondere bei einigen Ausführungsformen relevant sein, bei denen der Einlegekörper aus einem Material ausgebildet ist oder wird, das in zumindest einem Wellenlängenbereich innerhalb des von 10 nm bis 50 mhi reichenden Spektralbereichs des elektromagnetischem Spektrums, insbesondere im sichtbaren Wellenlängenbereich, transparent ist und diese Transparenz beim Befestigen des Einlegekörper, zumindest überwiegend, beibehält. Die Transparenz des Materials liefert somit die Möglichkeit, ein im entsprechenden ausgewählten Wellenlängenbereich transparentes oder teiltransparentes Fenster innerhalb des Dokumentensubstrats auszubilden. Der Fall des teiltransparenten Fensters kann insbesondere so ausgestaltet werden, dass auf oder in dem transparenten Material ein nicht oder nur teilweise transparentes Material auf oder eingebracht wird oder durch gezielte Materialveränderung, beispielsweise mittels eines Laserstrahls, eine Materialverfärbung erzielt wird. So lassen sich beispielsweise Sicherheitsmerkmale, Symbole oder Beschriftungen im Bereich des Fensters ausbilden, die bei einem Durchblick durch das Fenster erkennbar sind.
Ein transparentes oder teiltransparentes Fenster lässt sich im Übrigen auch dann erreichen, wenn die Ausnehmung zwar keine durchgängige Öffnung darstellt, aber jede Substratschicht des Stapels, die im weiteren Strahlengang durch das Fenster liegt, ebenso die geforderte Transparenz aufweist, so dass im Bereich des Fensters an zumindest einer Stelle der gesamte Strahlengang durch entsprechend transparentes Material verläuft.
Bei einigen Ausführungsformen erfolgt das Erzeugen der Ausnehmung mittels Stanzen oder Ausschneiden. Das Ausschneiden kann insbesondere mechanisch oder optisch, insbesondere mittels Laserbearbeitung, erfolgen. Beide Verfahren erlauben hohe Genauigkeit und, insbesondere im Falle des Stanzens, einen hohen Durchsatz.
Bei einigen dieser Ausführungsformen wird zusätzlich aus einem flachen, insbesondere band-, folien- oder plattenförmigen, Grundkörper ebenfalls der Einlegekörper mittels Stanzen oder Ausschneiden hergestellt oder vorkonfiguriert. Das Stanzen bzw. Ausschneiden (insbesondere mechanisch oder optisch) der Ausnehmung einerseits und das Stanzen bzw. Ausschneiden des Einlegekörpers andererseits können insbesondere, vorzugsweise simultan, mittels einer selben Stanz- bzw. Schneideeinrichtung erfolgen. Auch so lässt sich die Effizienz des Verfahrens, insbesondere im Hinblick auf seine Umsetzbarkeit mittels einer sehr kompakten und kostengünstigen Vorrichtung und der erreichbaren Prozessgeschwindigkeit beziehungsweise dem dazu korrespondierenden Durchsatz noch weiter steigern.
Bei einigen dieser Ausführungsformen, bei denen ein Vorkonfigurieren des Einlegekörpers zum Einsatz kommt, weist das Vorkonfigurieren ein anteiliges Stanzen bzw. Ausschneiden auf solche Weise auf, dass dadurch die Außenkontur des Einlegekörpers bereits zumindest überwiegend definiert aber der Einlegekörper noch an zumindest einer Verbindungsstelle mit dem Grundkörper verbunden bleibt, die erst bei einem nachfolgenden Prozess zum Herauslösen des Einlegekörpers aus dem Grundkörper vor oder bei seinem Einsetzen in die Ausnehmung aufgetrennt wird. Derartige Ausführungsformen sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn zwischen dem Vorkonfigurieren des Einlegekörpers und dessen Einsetzen in die Ausnehmung ein längerer Zeitraum vergeht und insbesondere dann, wenn dazwischen noch ein oder mehrere weitere Prozess-, T ransport- oder Lagerschritte durchgeführt werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass sich der Einlegekörper nicht unbeabsichtigt aus dem Grundkörper löst, bevor der vorgesehene Prozess zum Herauslösen des Einlegekörpers aus dem Grundkörper ausgeführt wird.
Bei einigen Ausführungsformen, wird (i) der Einlegekörper oder (ii) im Falle des Vorkonfigurierens der Grundkörper einschließlich des damit noch verbundenen Einlegekörpers mittels eines Magazins zur Aufnahme und Bereitstellung einer Mehrzahl von Einlegekörpern bzw. Grundkörpern für die weitere Verarbeitung im Rahmen des Verfahrens bereitgestellt. Die Verwendung eines Magazins zu diesem Zweck ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Bestücken des Magazins außerhalb des verfahrensgemäßen Herstellungsprozesses für das Dokumentensubstrat offline erfolgen soll, oder wenn ein leichtes Umrüsten der Vorrichtung zur Herstellung des Dokumentensubstrats im Hinblick auf verschiedene Produktvarianten leicht und schnell, insbesondere durch einfachen Magazinwechsel, ermöglicht werden soll. Auch zu Transport- oder Lagerzwecken kann die Verwendung eines Magazins für Einlegekörper bzw. Grundkörper vorteilhaft sein.
Bei einigen dazu alternativen Ausführungsformen, wird (i) der Einlegekörper oder (ii) im Falle des Vorkonfigurierens der Grundkörper einschließlich des damit noch verbundenen Einlegekörpers mittels eines bewegten Transportbandes zur Aufnahme und Bereitstellung einer Mehrzahl von Einlegekörpern bzw. Grundkörpern für die weitere Verarbeitung im Rahmen des Verfahrens bereitgestellt. Auf diese Weise lässt sich insbesondere ein kontinuierlicher und Durchsatzstarker Gesamtprozess zur Herstellung des Dokumentensubstrats gestalten.
Bei einigen dieser Ausführungsformen ist oder wird jeder der Grundkörper bandförmig ausgebildet und bildet jeweils selbst das bewegte Transportband. Somit kann hier ein separates Transportband entfallen, da der Grundkörper selbst diese Aufgabe übernimmt und beispielsweise zwischen zwei Rollen oder Walzen (einer abgebenden und einer aufgehenden Rolle oder Walze) verläuft. Hier werden dem Grundkörper nur die zunächst darin befindlichen Einlegekörper entnommen, um sie sodann in die jeweilige Ausnehmung des jeweiligen zu bearbeitenden Stapels einzubringen. Der Grundkörper erfüllt hier somit eine Doppelfunktion, einerseits als Transportmittel zum Zuführen der Einlegekörper und andererseits als Substrat, aus dem die Einlegekörper entnommen werden.
Bei einigen Ausführungsformen erfolgt das Bereitstellen des mehrschichtigen laminierten Substrats mit dem darin aufgenommenen und befestigten Einlegekörper an einer anderen Seite der Vorrichtung zur Dokumentensubstratherstellung als das dem Erzeugen der Ausnehmung vorgelagerte Bereitstellen des mehrschichtigen Stapels. Auf diese Weise lässt sich ein Reihenprozess implementieren, der insbesondere zur Erreichung eines Durchsatzes und zur Integration der Vorrichtung als eine Bearbeitungsstation in eine mehrere Bearbeitungsstationen aufweisende Produktionslinie vorteilhaft sein kann.
Bei einigen dazu alternativen Ausführungsformen erfolgt das Bereitstellen des mehrschichtigen laminierten Substrats mit dem darin aufgenommenen und befestigten Einlegekörper dagegen an einer selben Seite der Vorrichtung zur Dokumentensubstratherstellung, wie das dem Erzeugen der Ausnehmung vorgelagerte Bereitstellen des mehrschichtigen Stapels. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Vorrichtung durch eine einzige Bedienperson oder Maschine (wie etwa einen Roboter) gesteuert oder überwacht werden soll, sodass sowohl das Zuführen der Ausgangsprodukte, insbesondere des Stapels, als auch das Ausgeben der hergestellten Dokumentensubstrate von derselben Seite der Vorrichtung her gesteuert bzw. überwacht werden können. Auch kann so die für den Betrieb der Vorrichtung erforderliche Grundfläche reduziert werden, da kein beidseitiges Ein-bzw. Ausgeben der Ausgangsprodukte bzw. Dokumentensubstrate mit entsprechenden beidseitig vorzusehenden Einrichtungen dafür benötigt wird.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dokumentensubstratherstellung. Die Vorrichtung weist auf: (i) Zumindest eine Einrichtung zum stoffschlüssigen Verbinden der Substratschichten eines mehrschichtigen Stapels von aufeinanderliegenden flachen Substratschichten miteinander in zumindest einem Flächenbereich des Stapels; (ii) Zumindest eine Einrichtung zum Erzeugen einer Ausnehmung in dem mehrschichtigen Stapel, sodass die seitliche Innenwand der erzeugten Ausnehmung innerhalb des Flächenabschnitts verläuft; und (iii) Eine Einrichtung zum Füllen der Ausnehmung mittels Einbringen eines Einlegekörpers in die Ausnehmung. Dabei ist die Vorrichtung konfiguriert, das Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen.
Die in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung erläuterten Merkmale und Vorteile gelten somit entsprechend auch für die Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren.
Dabei zeigt:
Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei Einlegekörpermittels eines Transportbands Grundkörper, aus denen die Einlegekörper gewonnen werden, zugeführt werden, sowie eine dazu korrespondierende Vorrichtung, wobei Input und Output auf verschiedenen Seiten der Vorrichtung erfolgen;
Fig. 2 schematisch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Einlegekörper aus einem Magazin oder mittels eines T ransportbands jeweils als in einem Grundkörper vorkonfigurierte Elemente zugeführt werden, sowie eine dazu korrespondierende Vorrichtung, wobei Input und Output auf verschiedenen Seiten der Vorrichtung erfolgen; Fig. 3 schematisch eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Einlegekörper aus einem Magazin jeweils bereits als solche zugeführt werden, sowie eine dazu korrespondierende Vorrichtung, wobei Input und Output auf verschiedenen Seiten der Vorrichtung erfolgen;
Fig. 4 schematisch eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem mittels eines Transportbands Grundkörper, aus denen die Einlegekörper gewonnen werdenEinlegekörper zugeführt werden, sowie eine dazu korrespondierende Vorrichtung, wobei Input und Output auf derselben Seite der Vorrichtung erfolgen;
Fig. 5 schematisch eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Einlegekörper als vorkonfigurierte Elemente eines zugleich als Transportmittel dienenden band- oder bogenförmigen Grundkörpers zugeführt werden, sowie eine dazu korrespondierende Vorrichtung;
Fig. 6 schematisch eine sechste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Einlegekörper aus einem Magazin jeweils bereits als solche zugeführt werden, sowie eine dazu korrespondierende Vorrichtung, wobei Input und Output auf derselben Seite der Vorrichtung erfolgen;
Fig. 7 schematisch eine Darstellung zur Illustration von zwei Varianten für das Bereitstellen und weitere Bearbeiten des mehrschichtigen Stapels bei einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei der Stapel vor der Erzeugung von Ausnehmungen vollflächig vorlaminiert ist oder wird;
Fig. 8 schematisch eine Darstellung zur Illustration von zwei weiteren beispielhaften Varianten für das Bereitstellen und weitere Bearbeiten des mehrschichtigen Stapels bei einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei der Stapel vor der Erzeugung von Ausnehmungen in diskreten streifenförmigen Flächenabschnitten vorlaminiert ist oder wird; und
Fig. 9 schematisch eine Darstellung zur Illustration von zwei weiteren beispielhaften Varianten für das Bereitstellen und weitere Bearbeiten des mehrschichtigen Stapels bei einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei der Stapel vor der Erzeugung von Ausnehmungen in diskreten inselförmigen Flächenabschnitten, insbesondere mit einem Flächenabschnitt pro herzustellender Ausnehmung, vorlaminiert ist oder wird. In den Figuren werden durchgängig dieselben Bezugszeichen für dieselben oder einander entsprechenden Elemente der Erfindung verwendet.
Bei der in Fig. 1 illustrierten ersten Ausführungsform 100 des erfindungsgemäßen Verfahrens, werden an einer selben ersten Seite einer Vorrichtung zur Dokumentensubstratherstellung einerseits ein mehrschichtiger Stapel S von lose aufeinanderliegenden flachen Substratschichten (als Input 1) und andererseits ein Grundkörper G, der insbesondere aus transparentem Material, insbesondere einem Kunststoffmaterial, hergestellt und dabei band-, folien- oder plattenförmig ausgestaltet sein kann, der Vorrichtung zugeführt (als Input 2). Insbesondere werden der Stapel S mittels einer ersten Fördereinrichtung 105, beispielsweise einem Transportband, und der Grundkörper G mittels einer zweiten Fördereinrichtung 110, die insbesondere wiederum ein Transportband sein kann, zugeführt. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass der Grundkörper G bandförmig ausgestaltet ist, und ähnlich einem Transportband, selbst, beispielsweise von Rolle oder Walze zu Rolle bzw. Walze, der Vorrichtung zur Verarbeitung im Rahmen des Verfahrens zugeführt wird.
In einem Schritt 115 wird der lose Stapel S mittels einer Laminiereinrichtung der Vorrichtung vorlaminiert. Dies kann insbesondere, wie im Weiteren unter Bezugnahme auf die Figuren 7 bis 9 im Einzelnen noch erläutert werden wird, vollflächig, oder nur flächenanteilig, insbesondere in streifenförmigen oder inselförmigen Flächenabschnitten des vorlaminierten Stapels S‘ erfolgen.
Es folgt ein weiterer Verarbeitungsschritt 120, bei dem zum einen eine oder mehrere, insbesondere durchgängige, Ausnehmungen (Öffnungen) 125, (im vorliegenden Beispiel sind vier Ausnehmungen 125 illustriert), etwa mittels Stanzen oder mechanischen oder optischen Ausschneiden (beispielsweise optisch mittels eines gesteuerten Laserstrahls), in dem vorlaminierten Stapel S‘ erzeugt werden. Dies geschieht jeweils so, dass die dabei entstehenden Innenwände (bzw. Konturen) der Ausnehmungen 125 ausschließlich in einem jeweiligen vordefinierten Flächenabschnitt des Stapels S' liegen. So kann sichergestellt werden, dass bei dem Stanz- bzw. Schneidevorgang die einzelnen Schichten des Stapels sich auch lokal nicht gegeneinander verschieben und somit die relative Ausrichtung der einzelnen Schichten im Stapel S‘, zumindest im Wesentlichen, erhalten bleibt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird in dem Verarbeitungsschritt 120 simultan mit der Erzeugung der einen oder mehreren Ausnehmungen 125 auch eine, insbesondere entsprechende Anzahl, von Einlegekörpern 130 aus dem Grundkörper G gewonnen, insbesondere ebenfalls mittels Stanzen oder Ausschneiden. Im Falle des Stanzens, kann zum simultanen Erzeugen der Ausnehmungen 125 sowie der Einlegekörper 130 eine einzige Stanze eingesetzt werden. Eine solche Stanze wird typischerweise jedoch für die eine oder mehreren Ausnehmungen 125 einerseits sowie für den bzw. die Einlegekörper 130 andererseits verschiedene Stanzwerkzeuge verwenden, die sich jedoch in ihrer Form so gleichen, dass die Formen der Ausnehmungen 125 im Wesentlichen den Formen der Einlegekörper 130 entsprechen und jeder Einlegekörper 130 in eine jeweilige zugeordnete oder bei gleichen Ausnehmungen 125 in jede beliebige dieser Ausnehmungen 125 als Füllung passt. Anstelle der einen Stanze können jedoch jeweils einzelne Stanzen für die Ausnehmungen 125 einerseits und die Einlegekörper 130 andererseits zum Einsatz kommen. Als mögliche Formen der Ausnehmungen bzw. der Einlegekörper kommen, ohne Beschränkung der Allgemeinheit, insbesondere die Folgenden Formklassen in Frage: Stern, Wappen, Nationalflagge, Gesicht, verschiedene geometrische Figuren wie z.B. Rechteck, Kreis, Ellipse, Quadrat, Dreieck oder andere Vielecke usw.
In einem weiteren Verfahrensschritt 135 werden nun der bzw. die erzeugten Einlegekörper 130 in die erzeugten Ausnehmungen 125 eingesetzt, so dass insbesondere jede der Ausnehmungen 125 durch je einen der Einlegekörper 130 gefüllt wird. Dieses Einsetzen der Einlegekörper 130 kann insbesondere mittels einer „Pick- and-Place“-Einrichtung erfolgen, insbesondere einzeln oder gruppenweise (die Gruppe kann insbesondere auch sämtliche Einlegekörper für alle Ausnehmungen 125 des mehrschichtigen Dokumentenstapels S‘ bzw. des damit zu erzeugenden Dokumentensubstrats D beinhalten).
Es folgt als weiterer Verfahrensschritt 140 ein stoffschlüssiges Befestigen des bzw. der Einlegekörper 130 in ihrer jeweiligen Ausnehmung 125 unter Wärmezuführung als Laminierprozess. Dieser kann zusätzlich zur Wärmezufuhr auch eine Beaufschlagung des Stapels mit dem bzw. den eingesetzten Einlegekörpern 130 mit Druck beinhalten. Als Ergebnis wird ein mehrschichtiges laminiertes Dokumentensubstrat D einschließlich des bzw. der darin nun fest integrierten Einlegekörper 130 bereitgestellt und (als Output) an einer von der ersten Seite verschiedenen Seite der Vorrichtung, insbesondere einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der Vorrichtung, ausgegeben.
Die zu dem Verfahren 100 korrespondierende Vorrichtung weist somit zumindest eine Vorlaminiereinrichtung zur Ausführung des Schritts 115, zumindest eine Stanz- oder Schneideeinrichtung zur Ausführung des Schritts 120 sowie eine Laminiereinrichtung zur Ausführung des Schritts 140 auf. Dazu kommen gegebenenfalls noch Transporteinrichtungen wie insbesondere die Fördereinrichtungen 105 und 110.
Bei der in Fig. 2 illustrierten zweiten Ausführungsform 200 des erfindungsgemäßen Verfahrens, handelt es sich um eine Variante der ersten Ausführungsform 100, die sich davon dadurch unterscheidet, dass die Einlegekörper 130 aus einem Magazin oder Transportband 111 jeweils als in einem Grundkörper G vorkonfigurierte, z.B. vorgestanzte oder anderweitig vorperforierte, Elemente zugeführt werden (als Input 2). Zudem können hier die Inputs 1 und 2 optional auch auf verschiedenen Seiten der Vorrichtung erfolgen. Ansonsten entspricht das Verfahren 200, zumindest im Wesentlichen, dem Verfahren 100.
Die zu dem Verfahren 200 korrespondierende Vorrichtung ist somit dazu eingerichtet, Im Falle des Magazins 111, dieses als externes Modul aufzunehmen oder dieses bereits als Bestandteil der Vorrichtung selbst vorzusehen und den Einsatzschritt 135 entsprechend von diesem Magazin 111 aus durchzuführen. Ein Transportband, insbesondere das Transportband 110 kann dann dagegen entfallen.
Bei der in Fig. 3 illustrierten dritten Ausführungsform 300 des erfindungsgemäßen Verfahrens, handelt es sich um eine weitere Variante der ersten Ausführungsform 100, die sich davon dadurch unterscheidet, dass die Einlegekörper 130 aus einem Einlegekörpermagazin 112 jeweils bereits als solche, d.h. als bereits vereinzelte Einlegekörper E, zugeführt werden (als Input 2). Zudem können auch hier die Inputs 1 und 2 optional auch auf verschiedenen Seiten der Vorrichtung erfolgen. Ansonsten entspricht das Verfahren 300, zumindest im Wesentlichen, dem Verfahren 100.
Die zu dem Verfahren 300 korrespondierende Vorrichtung ist somit dazu eingerichtet, das Einlegekörpermagazin 112 als externes Modul aufzunehmen oder dieses bereits als Bestandteil der Vorrichtung selbst vorzusehen und den Einsatzschritt 135 entsprechend von diesem Einlegekörpermagazin 112 aus durchzuführen. Das Transportband 110 kann dagegen wieder entfallen.
Bei der in Fig. 4 illustrierten vierten Ausführungsform 400 des erfindungsgemäßen Verfahrens, handelt es sich um eine Variante der ersten Ausführungsform 100, die sich davon insbesondere dadurch unterscheidet, dass die Inputs 1 und 2 sowie der Output auf derselben Seite der zu diesem Verfahren korrespondierenden Vorrichtung vorgenommen werden (Schleifentransport des bzw. der Werkstücke). Des Weiteren besteht ein Unterschied darin, dass neben den Transportbändern 105 und 110 ein oder mehrere weitere Transportbänder oder sonstige Fördereinrichtungen vorgesehen sind, darunter insbesondere eine (dritte) Fördereinrichtung 145, auf die mittels eines Übertragungsschritts 136, der insbesondere wieder mittels einer „Pick-and-Place“- Einrichtung oder einem der Transportbänder durchgeführt werden kann, der vorlaminierte Stapel S' mit den bereits eingelegten Einlegekörpern 130 übertragen wird.
Die Verwendung einer „Pick-and-Place“-Einrichtung ist insbesondere dann angebracht, wenn die Einlegekörper 130 in dem vorlaminierten Stapel S' bereits vor der abschließenden Lamination 140, insbesondere per Reibschluss oder aufgrund einer konischen Form oder wenn die Ausnehmungen 125 nicht durchgängig sondern nur Vertiefungen im Stapel S‘ bilden, ausreichend in dem Stapel S‘ fixiert sind, um ein Herausfallen bei dieser Übertragung zu vermeiden.
Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, dass nicht nur das Stanzen bzw. Ausschneiden 120 parallelisiert werden kann (simultane Behandlung des Stapels S' und des Grundkörpers G), sondern dass auch das Vorlaminieren 115 und das abschließende Laminieren 140 mittels einer einzigen Laminiereinrichtung erfolgen können, insbesondere so, dass jeweils ein Vorlaminieren 115eines ersten Stapels S sowie ein finales Laminieren 140 eines vorausgegangenen zweiten Stapels S‘ simultan erfolgen.
Die zu dem Verfahren 400 korrespondierende Vorrichtung ist somit dazu eingerichtet, die vorgenannten Schritte des Verfahrens 400 auszuführen und weist entsprechend insbesondere eine Stanze oder Schneideeinrichtung für das simultane Erzeugen von Ausnehmungen 125 und Einlegekörpern 130 sowie eine Laminiereinrichtung für das simultane Ausführen der Laminierschritte 115 und 140 (bezüglich verschiedener Stapel S bzw. S‘) auf.
Bei der in Fig. 5 illustrierten fünften Ausführungsform 500 des erfindungsgemäßen Verfahrens, handelt es sich um eine Variante der vierten Ausführungsform 400, die sich davon vor allem dadurch unterscheidet, dass die Einlegekörper 130 als vorkonfigurierte, z.B. vorgestanzte oder anderweitig vorperforierte, Elemente E eines zugleich als Transportmittel dienenden band- oder bogenförmigen Grundkörpers G zugeführt werden (als Input 2). Zudem können hier die Inputs 1 und 2 optional auch auf verschiedenen Seiten der Vorrichtung erfolgen, wie dargestellt. Dementsprechend entfällt das simultane Stanzen oder Ausschneiden von Ausnehmungen 125 und Einlegekörpern 130, so dass der Schritt 120 nur noch für die Erzeugung der Ausnehmungen 125 durchgeführt werden muss. Die zu dem Verfahren 500 korrespondierende Vorrichtung ist somit dazu eingerichtet, die vorgenannten Schritte des Verfahrens 500 auszuführen und weist entsprechend insbesondere eine Stanze oder Schneideeinrichtung für das Erzeugen von Ausnehmungen 125 sowie eine Laminiereinrichtung für das simultane Ausführen der Laminierschritte 115 und 140 (bezüglich verschiedener Stapel S bzw. S‘) auf.
Bei der in Fig. 6 illustrierten sechsten Ausführungsform 600 des erfindungsgemäßen Verfahrens, handelt es sich um eine Variante der fünften Ausführungsform 500, die sich davon vor allem dadurch unterscheidet, dass die Einlegekörper 130 aus einem Einlegekörpermagazin 112 jeweils bereits als solche, d.h. als bereits vereinzelte Einlegekörper 130, zugeführt werden (als Input 2). Zudem können auch hier die Inputs 1 und 2 optional auch auf verschiedenen Seiten der Vorrichtung erfolgen. Ansonsten entspricht das Verfahren 300, zumindest im Wesentlichen, dem Verfahren 100.
Die zu dem Verfahren 600 korrespondierende Vorrichtung ist somit dazu eingerichtet, das Einlegekörpermagazin 112 als externes Modul aufzunehmen oder dieses bereits als Bestandteil der Vorrichtung selbst vorzusehen und den Einsatzschritt 135 entsprechend von diesem Einlegekörpermagazin 112 aus durchzuführen. Das Transportband 110 kann dagegen wieder entfallen.
Die zu dem Verfahren 600 korrespondierende Vorrichtung ist somit dazu eingerichtet, die vorgenannten Schritte des Verfahrens 600 auszuführen und weist entsprechend insbesondere eine Stanze oder Schneideeinrichtung für das Erzeugen von Ausnehmungen 125 sowie eine Laminiereinrichtung für das simultane Ausführen der Laminierschritte 115 und 140 (bezüglich verschiedener Stapel S bzw. S‘) auf. Sie ist des Weiteren eingerichtet, das Einlegekörpermagazin 112 als externes Modul aufzunehmen oder dieses bereits als Bestandteil der Vorrichtung selbst vorzusehen und den Einsatzschritt 135 entsprechend von diesem Einlegekörpermagazin 112 aus durchzuführen.
Die Figuren 7 bis 9 illustrieren jeweils schematisch verschiedene Varianten für das Bereitstellen und weitere Bearbeiten des mehrschichtigen Stapels bei einem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere im Hinblick auf verschiedene ausgewählte Möglichkeiten der Vorlamination und der sich jeweils daraus ableitenden weiteren Verarbeitung des vorlaminierten Stapels S‘. Die Benennung der einzelnen Verfahrensschritte mit Bezugszeichen entspricht derjenigen aus den vorangegangenen Figuren 1 bis 6. Bei der Ausführungsform 700 aus Fig. 7 erfolgt entweder eine Bereitstellung, insbesondere Zuführung, eines losen mehrschichtigen Stapels S mit einer Mehrzahl von aufeinander liegenden flachen Substratschichten oder alternativ dazu in einem Schritt 116 eine Bereitstellung, insbesondere Zuführung, eines bereits außerhalb des Rahmens des Verfahrens 700 vorlaminieren Stapels S‘. Im ersteren Falle erfolgt im Schritt 115 ein vollflächiges Vorlaminieren des Stapels, wozu insbesondere ein Laminierblech 115a mit einer Hauptfläche des Stapels unter Wärmezufuhr in Kontakt gebracht werden kann, um den vorlaminierten Stapel S‘ zu erzeugen. Dabei ist auch eine beidseitige Bearbeitung des Stapels S mit Laminierblechen möglich, ebenso wie eine optional zusätzlich zur Wärmezufuhr vorgesehene Beaufschlagung des Stapels S mit Druck.
Der vorlaminierte Stapel S' wird sodann einem Stanz- oder Schneideschritt 120a unterzogen, um einen Satz von Ausnehmungen 125 zu erzeugen, die hier beispielhaft regelmäßig angeordnet sind. Der Stanz- oder Schneideschritt 120a kann insbesondere, ähnlich wie bei dem Verfahren 100 gemäß Fig. 1, simultan mit einem Stanz- oder Schneideschritt 120b zusammenfallen, bei dem aus einem Grundkörper G zu den Ausnehmungen 125 korrespondierende Einlegekörper ausgestanzt bzw. ausgeschnitten werden. Die Schritte 120a und 120b sind in diesem Fall zu einem einzigen Stanz- oder Schneideschritt 120 zusammengefasst.
Optional können die auf diese Weise erzeugten bzw. definierten Einlegekörper 130 noch in einem Schritt 121 vereinzelt werden und beispielsweise in einem Einlegekörpermagazin 112 für den weiteren Verfahrensverlauf zur Verfügung gestellt werden.
Im Schritt 135 werden die erzeugten Einlagenkörper 130 in die Ausnehmungen 125 eingesetzt, sodass jede der Ausnehmungen 125 durch je einen der Einlegekörper 130 gefüllt wird. Es folgt der abschließende Laminierschritt 140 bei dem unter Wärmezufuhr der Stapel S' mit den darin eingelegten Einlegekörpern 130 zu einem mehrschichtigen laminierten Dokumentensubstrat D fest zusammengefügt wird.
Die Ausführungsform 800 aus Fig. 8 unterscheidet sich von der Ausführungsform 700 im Wesentlichen nur dadurch, dass bei der Vorlamination 115 anstelle einer vollflächigen Lamination nur eine Lamination in bestimmten Flächenabschnitten des Stapels S' erfolgt, die hier jeweils als Streifen R definiert sind. Das nachfolgende Erzeugen der Ausnehmungen 125 im Schnitt 120a erfolgt ausschließlich innerhalb dieser vorlaminierten Streifen R, sodass die Innenwände der dabei entstehenden Ausnehmungen 125 vollständig innerhalb der vorlaminierten Streifen R liegen. Die Ausführungsform 900 aus Fig. 9 unterscheidet sich von der Ausführungsform 700 im Wesentlichen nur dadurch, dass bei der Vorlamination 115 anstelle einer vollflächigen Lamination nur eine Lamination in bestimmten Flächenabschnitten des Stapels S' erfolgt, die hier jeweils als inselförmige Bereiche B definiert sind. Das nachfolgende Erzeugen der Ausnehmungen 125 im Schnitt 120a erfolgt ausschließlich innerhalb dieser vorlaminierten inselförmigen Bereiche B, sodass die Innenwände der dabei entstehenden Ausnehmungen 125 vollständig innerhalb der vorlaminierten Bereiche B liegen. Die jeweiligen Formen dieser inselförmigen Bereiche B können auch untereinander verschieden sein (z. B. Rechteck, Quadrat usw.).
Wie insbesondere anhand der verschiedenen vorgenannten beispielhaften Ausführungsformen aufgezeigt wurde, kann eine Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt der Erfindung vorzugsweise modular aufgebaut sein und dadurch insbesondere eine flexible Konfiguration der Vorrichtung ermöglichen. Dabei können insbesondere verschiedene Konfigurationen gewählt werden, die sich in Bezug auf das Vorhandensein und ggf. die räumliche Position der verschiedenen Eingabe- und Ausgabemöglichkeiten (insbesondere Input 1 , Input 2, Output) von Vorprodukten (insbesondere Grundkörper, Einlegekörper, Substratstapel) bzw. Endprodukten (Dokumentensubstrat D) des mit der Vorrichtung ausführbaren Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung unterscheiden.
Während vorausgehend wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben wurde, ist zu bemerken, dass eine große Anzahl von Variationen dazu existiert. Es ist dabei auch zu beachten, dass die beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen nur nichtlimitierende Beispiele darstellen, und es nicht beabsichtigt ist, dadurch den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren zu beschränken. Vielmehr wird die vorausgehende Beschreibung dem Fachmann eine Anleitung zur Implementierung mindestens einer beispielhaften Ausführungsform liefern, wobei sich versteht, dass verschiedene Änderungen in der Funktionsweise und der Anordnung der in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne dass dabei von dem in den angehängten Ansprüchen jeweils festgelegten Gegenstand sowie seinen rechtlichen Äquivalenten abgewichen wird. BEZUGSZEICHENLISTE
100 erste Ausführungsform des Verfahrens 105 erste Fördereinrichtung
110 zweite Fördereinrichtung
111 Magazin bzw. Transportband zur Aufnahme und Bereitstellung von Grundkörpern G
112 Magazin zur Aufnahme und Bereitstellung von Einlegekörpern
115 Vorlaminieren
115a,b,c Laminierblech(e) bzw. -Werkzeuge
116 Bereitstellen eines bereits vorlaminierten Stapels S‘
120 Stanzen oder Schneiden
120a Stanzen oder Schneiden von Ausnehmungen
120b Stanzen oder Schneiden von Einlegekörpern
125 Ausnehmungen
130 Einlegekörper
135 Einsetzen der Einlegekörper in die Ausnehmungen
136 Bereitstellen des mehrschichtigen laminierten Substrats mit den darin aufgenommenen und befestigten Einlegekörpern
140 finales Laminieren
145 dritte Fördereinrichtung
B inselförmige vorlaminierte Flächenabschnitte des Stapels S‘
D laminiertes Dokumentensubstrat E im Grundkörper G vorkonfigurierte Einlegekörper G Grundkörper für daraus gewonnene Einlegekörper R streifenförmige vorlaminierte Flächenabschnitte des Stapels S‘ S loser, noch nicht vorlaminierter mehrschichtiger Stapel S‘ vorlaminierter Stapel

Claims

ANSPRÜCHE
Verfahren (100) zum Herstellen eines mehrschichtigen laminierten Dokumentensubstrats (D) mit einem Einlegekörper (130), wobei das Verfahren (100) mittels einer Vorrichtung zur Dokumentensubstratherstellung ausgeführt wird und folgende Prozesse aufweist:
Bereitstellen (115, 116) eines mehrschichtigen Stapels (S; S’) mit einer Mehrzahl von aufeinanderliegenden flachen Substratschichten, wobei die Substratschichten zumindest in einem Flächenabschnitt (R; B) des Stapels (S; S’) stoffschlüssig miteinander verbunden sind oder werden;
Erzeugen einer Ausnehmung (125) in dem mehrschichtigen Stapel, sodass die seitliche Innenwand der erzeugten Ausnehmung (125) innerhalb des Flächenabschnitts (R; B) verläuft;
Füllen der Ausnehmung (125) mittels Einbringens (135) eines Einlegekörpers (130) in die Ausnehmung (125); und
Stoffschlüssiges Befestigen (140) des Einlegekörpers (130) in der Ausnehmung (125) unter Wärmezufuhr zur Bereitstellung eines mehrschichtigen laminierten Dokumentensubstrats (D) mit Einlegekörper (130).
Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei das Befestigen (140) des Einlegekörpers (130) in der Ausnehmung (125) ein vollflächiges Laminieren des mehrschichtigen Stapels (S’) einschließlich des in die Ausnehmung (125) aufgenommen Einlegekörpers (130) aufweist.
Verfahren (100) nach Anspruch 2, wobei: das Bereitstellen (115, 116) des mehrschichtigen Stapels (S’) einen ersten Laminierprozess (115) aufweist, bei dem ein abschnittsweises stoffschlüssiges Verbinden der Substratschichten einschließlich im Bereich des zumindest einen Flächenabschnitts (R; B) des Stapels (S’) mittels einer Laminiereinrichtung auf solche Weise erfolgt, dass nach diesem ersten Laminierprozess zumindest ein noch nicht laminierter Flächenbereich des Stapels (S’) verbleibt; und das Befestigen (140) des Einlegekörpers (130) in der Ausnehmung (125) mittels eines zweiten Laminierprozesses zur Durchführung des vollflächigen Laminierens des mehrschichtigen Stapels (S’) einschließlich des in die Ausnehmung (125) aufgenommen Einlegekörpers (130) mittels derselben Laminiereinrichtung erfolgt, wie der vorausgegangene erste Laminierprozess (115).
4. Verfahren (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei bei dem bereitzustellenden mehrschichtigen Stapel (S; S‘), dessen Substratschichten jeweils an einer Mehrzahl verschiedener Flächenabschnitte des Stapels (S; S’) mittels Laminieren verbunden sind oder werden, zumindest zwei dieser Flächenabschnitte (R) eine gleiche Form aufweisen und die Ausnehmung (125) einfach oder mehrfach in je einem dieser Flächenabschnitte (R) erzeugt wird.
5. Verfahren (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die
Ausnehmung (125) als eine sich vollständig durch die Dicke des Stapels (S’) hindurch erstreckende Öffnung ausgebildet wird. 6. Verfahren (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei der
Einlegekörper (130) aus einem Material ausgebildet ist oder wird, das in zumindest einem Wellenlängenbereich innerhalb des sichtbaren Bereichs des elektromagnetischem Spektrums transparent ist und diese Transparenz beim Befestigen des Einlegekörper (130), zumindest überwiegend, beibehält. 7. Verfahren (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das
Erzeugen (120; 120a) der Ausnehmung (125) mittels Stanzen oder
Ausschneiden (120) erfolgt.
8. Verfahren (100) nach Anspruch 7, wobei zusätzlich der Einlegekörper (130) aus einem flachen Grundkörper (G) ebenfalls mittels Stanzen oder Ausschneiden (120; 120b) hergestellt oder vorkonfiguriert wird, und das Stanzen bzw.
Ausschneiden (120, 120a) der Ausnehmung (125) einerseits und das Stanzen bzw. Ausschneiden (120, 120b) des Einlegekörpers (130) andererseits mittels einer selben Stanz- bzw. Schneideeinrichtung erfolgen.
9. Verfahren (100) nach Anspruch 8, wobei das Vorkonfigurieren ein anteiliges Stanzen bzw. Ausschneiden (120, 120b) auf solche Weise aufweisen, dass dadurch die Außenkontur des Einlegekörpers (130) bereits überwiegend definiert, aber der Einlegekörper (130) noch an zumindest einer Verbindungsstelle mit dem Grundkörper (G) verbunden bleibt, die erst bei einem nachfolgenden Prozess (121) zum Herauslösen des Einlegekörpers (130) aus dem Grundkörper (G) vor oder bei seinem Einsetzen in die Ausnehmung (125) aufgetrennt wird.
10. Verfahren (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei: der Einlegekörper (130), oder im Falle des Rückbezugs auf Anspruch 8 der Grundkörper (G) einschließlich des damit noch verbundenen Einlegekörpers (130), mittels eines Magazins (111 ;112) zur Aufnahme und Bereitstellung einer
Mehrzahl von Einlegekörpern bzw. Grundkörpern (G) für die weitere Verarbeitung im Rahmen des Verfahrens bereitgestellt wird.
11. Verfahren (100) nach einem Ansprüche 1 bis 9, wobei : der Einlegekörper (130), oder im Falle des Rückbezugs auf Anspruch 8 der Grundkörper (G) einschließlich des damit noch verbundenen Einlegekörpers (130), mittels eines bewegten Transportbandes (110) zur Aufnahme und Bereitstellung einer Mehrzahl von Einlegekörpern bzw. Grundkörpern (G) für die weitere Verarbeitung im Rahmen des Verfahrens (100) bereitgestellt wird. 12. Verfahren (100) nach Anspruch 9 in Verbindung mit Anspruch 11, wobei jeder der Grundkörper (G) bandförmig ausgebildet ist oder wird und jeweils selbst das bewegte Transportband bildet.
13. Verfahren (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das Bereitstellen des mehrschichtigen laminierten Substrats mit dem darin aufgenommenen und befestigten Einlegekörper (130) an einer anderen Seite der
Vorrichtung zur Dokumentensubstratherstellung erfolgt als das dem Erzeugen der Ausnehmung (125) vorgelagerte Bereitstellen des mehrschichtigen Stapels.
14. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Bereitstellen (136) des mehrschichtigen laminierten Substrats mit dem darin aufgenommenen und befestigten Einlegekörper (130) an einer selben Seite der Vorrichtung zur
Dokumentensubstratherstellung erfolgt, wie das dem Erzeugen der Ausnehmung (125) vorgelagerte Bereitstellen des mehrschichtigen Stapels.
15. Vorrichtung zur Dokumentensubstratherstellung, aufweisend:
Zumindest eine Einrichtung (115a) zum stoffschlüssigen Verbinden der Substratschichten eines mehrschichtigen Stapels (S;S’) von aufeinanderliegenden flachen Substratschichten miteinander in zumindest einem Flächenbereich (R; B) des Stapels; Zumindest eine Einrichtung zum Erzeugen einer Ausnehmung (125) in dem mehrschichtigen Stapel (S‘), sodass die seitliche Innenwand der erzeugten Ausnehmung (125) innerhalb des Flächenabschnitts (R; B)verläuft; und Eine Einrichtung zum Füllen der Ausnehmung (125) mittels Einbringen (135) eines Einlegekörpers (130) in die Ausnehmung (125); wobei die Vorrichtung konfiguriert ist, das Verfahren (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche auszuführen.
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